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要吃透MOS管,看这个就够了

发布时间:2022/7/24 17:07:00

来源:http://www.szinter.com.cn/news842625.html

MOS管道别名为场效管,是金属材料-金属氧化物-半导体材料场效管,属于绝缘层格栅类型。本文简要描述了技术工程师在结构结构、特点、易用电源电路等多个层面的文字。其结构示意图:

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表达1:在沟的上图中,下面p型中间的窄条形是沟,促使上下两个p型极端连接在一起,所以mos管道关闭后是电阻器的特性,因此其关键主要参数之一是关闭电阻器mos必须明确这一主要参数是否符合要求。表述2:np型表示在型图中mos管,读者可以根据这张图了解n型,都是相反的。因此,不难理解,n如下图所示,在栅极加正压下会导致关闭,而p型则反过来。表示3:加强型相对于耗光型,加强型根据加厚型导电沟的厚度关闭,如下图所示。栅极电压越低,p型源和漏极的共价键越接近中间,n衬底空气负离子越避开栅极,栅极电压达到一个值,称为阈值或障碍压力,由p分散的共价键连接在一起,产生安全通道,是图例的实际效果。因此,很容易理解,栅极电压必须低到一定水平才能关闭,电压越低,安全通道越厚,关闭电阻越小。由于静电场的抗压强度与间距平方米正相关,静电场强到一定水平后,电压降低引起的沟加厚不是很明显,也因为n空气负离子的宽容越来越困难。耗光型是提前做一个导层,用栅极加厚或减薄来操纵源漏的关闭。但这种管道一般不生产,在市场上基本看不到。所以大伙儿平时都说mos管道,默认设置 是加强型。表达4:上下对称图例上下对称,或多或少有人问如何判断源极和漏极?其实基本原理上,源极和漏极确实是对称的,没有区别。但在具体应用中,厂家一般在源极和漏极之间连接二极管,起到维护作用。正是这种二极管决定了源极和漏极,从而确定了包装形式,有利于易于使用。亲爱的老师年轻时用过没有二极管的老师。mos管。很容易被静电感应穿透,平常要存放在铁制陶罐里,它的源极和漏极便是随意接。描述5:氢氧化物膜图标记为绝缘层,用于电气隔离,促使栅极只产生静电场,不能根据直流电源,因此由电压操作。栅极和源漏极在直流电源气上短路。不难理解,膜越薄:静电场效果越好,障碍物压力越小,同一格栅电压的导电能力越强。缺点是:越容易穿透,生产工艺难度系数越大,价格越高。例如,在欧母级关闭电阻器,1角RMB上下买一个,而2402等10毫欧级的,要2元多(大批量买。零售额在4元左右)。表示6:与实体的区别图只是基本原理。具体部件提升了源漏中间跨接线的维护二极管,进而区分了源极和漏极。具体部件,p类型,衬底是正开关电源,促使网格极提前成为相对负电压,因此p管,网格极不需要增加负电压,接地装置可以确保关闭。相当于不能提前关闭的沟渠,严格来说应该是耗光型。好处很明显,使用时撇开负电压。表达7:分布式电容图中的栅极根据氢氧化物和衬底产生电容器,质量越来越高mos,膜越薄,分布电容越大,常常mos做到管道漏感nF级。主要参数是mos必须清楚地考虑管道选择中最重要的主要参数之一。Mos用于操作大电流导通,通常规定数十K甚至数M电源开关的工作频率。在此类主要用途中,格栅极数据信号具有通信特性。工作频率越高,通信组件越大,分布电容器可以根据通信电流的方式产生格栅极电流。所消耗的电磁能量和发热量不容忽视,甚至成为关键问题。为了更好地追求完美和快速,必须推动强大的栅极,这也是事实。设想,弱推动数据信号一瞬间变成高电平,可是为了更好地“注满”分布电容必须时长,便会造成上升沿减慢,对电源开关工作频率产生重要危害直到不可以工作中。表达8:如何在变大区工作?Mos管道也可以在变大区工作,而且很常见。镜像系统系统电流源、放大电路、反馈调节等mos由于管理工作在变大区域,mos管道的特点是,当沟道处于异常状态时,栅极电压会立即危及沟道的导电性,并表现出一定的线性相关性。由于栅极和源泄漏的保护,其输入电阻可视为无限。当然,随着工作频率的增加,特性阻抗非常小,在一定的工作频率下,越来越不容忽视。根据这一特点,这一高特性阻抗特性被广泛用于放大电路,放大电路分析的两个关键标准是虚连和虚断。这也是三极管无法比拟的。表达9:发烧原因Mos管道烫伤的关键因素之一是分布电容器在经常打开和关闭时具有特性阻抗和电流。如果有电流,就会有热量。如果没有静电场,就没有电流。另一个因素是,当栅极电压升高缓慢时,关闭应通过一个从关闭到关闭的零界点。此时,关闭电阻非常大,热量相对较强。第三个缘故是关断后,沟道有电阻器,过主电流,产生发烫。烫发是第一点和第三点。很多mos管道结温过高,说白了,结温是金属材料空气氧化膜下沟区的环境温度,一般为150℃。超过环境温度,mos不太可能关闭管道。当环境温度降低时,修复。注意这种维护的不良影响。只希望以上描述能够简单理解mos管,下边说说好多个约定成俗电源电路:1:pmos一般用于管理开关电源的导通,属于无触点开关,网格极低电频完全关闭,高电平完全关闭。此外,栅极可以加宽过开关电源的电压,表示可以使用5v信号管理方法3v脉冲信号转换也用于开关电源的电源开关。2:nmos管道应用一般用于管理电源电路是否为接地装置,属于无接触开关,网格高电平关闭导致接地装置,低频截止。自然栅极也可以用负电压截止,但这种好处没有实际意义。由于栅极是保护性的,其高电平可以高于被控制部分的开关电源。因而可以用5v信号操纵3v脉冲信号转换也用于系统软件的某一点接地装置。3:变大区的应用在变大区,一般用于设计方案集成运放电路,基础知识多,类似放大电路,这里不能详细说明。电流源、电流源、电流反馈、电压反馈等。其实大家都不用担心放大电路的整合应用。大家都做好了,看中了datasheet没必要按mos考虑关闭电阻器和分布电容器。MOS管道基础知识 今天的超清、显示屏、低温等离子电视开关电源电路除外PFC除了技术,电子设备上的开关管都选择了特性优良的开关管MOS用大功率晶体三极管代替管道,大大降低了整个机械的高效率、稳定性和设备故障率。因为MOS管道和功率大的晶体三极管在结构和特性上存在实质性差异,在应用上存在实质性差异;光耦电路也比晶体三极管复杂,导致维修人员难以分析电源电路和问题。这篇文章是关于这个问题的MOS简单详细介绍管道和电源电路,满足维修人员的要求。

一、什么叫MOS管

MOS管英语全名MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor),即氢氧化物半导体材料型场效管,属于场效管中的绝缘层格栅。因而,MOS管道有时被称为绝缘层栅场效管。在一般电子线路中,MOS管道通常用于操作放大器或开关电源电路。1、MOS管道结构;在低混合浓度值的P型半导体硅衬底上,用半导体材料的光刻和扩散工艺制作两个高混合浓度值N 区域,金属铝引出两个电级,分别用作漏极D和源极S。然后在漏极和源极之间的P型半导体表面覆盖一层非常薄的二氧化硅(Si02)电缆护套膜,在此电缆护套膜上使用铝电级,作为栅极G。这构成了N沟通(NPN型)加强型MOS管。很明显,它的栅极和其它电级之间是绝缘层。图1-1所显示 A 、B它的框架图和标记。同样,在低混合浓度值的N型半导体硅衬底上,采用半导体材料光刻和扩散工艺制作两个高混合浓度值P 区域,以上相同的栅极生产工艺,成为P沟(PNP型)加强型MOS管。图1-2所显示A 、B分别是P沟MOS管道框架图及标记。

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2、MOS管道原理:图1-3为N沟MOS管道工作中的电路原理图;

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从图1-3-A可见,加强型MOS管道的漏极D和源极S之间有两个背对背PN结。当栅-源电压VGS=0时,即使加上泄漏源电压VDS,总有一个PN在反偏情况下,泄漏-源极之间没有导电通道(没有电流通过),因此泄漏电流ID=0。这时若在栅-源极间再加上正方向电压,图1-3-B所显示,即VGS>0,栅极和硅衬底中间SiO2.由于金属氧化物层是绝缘层,因此在电缆护套中,格栅极具有电压VGS无法产生电流,金属氧化物层两侧产生电容器,VGS等效电路是给电容器电池充电,产生静电场,伴随着VGS慢慢上升,被栅极正电压吸引,许多电子设备涌入电容器的另一侧,产生从漏极到源极的N型导电通道。VGS打开电压超过管道VT(一般约为 2V)时,N沟管逐渐关闭,产生漏极电流ID,当逐渐产生通道时,大家称之为开启电压,通常使用VT表明。操纵栅极电压VGS如果尺寸改变了电场力的水平,就可以操纵漏极电流ID这也是尺寸的目的地MOS静电场用于操纵电流的关键特性,因此也称为场效管。3、MOS管的特点;以上MOS可见管道的原理,MOS由于管的栅极G和源极S之间有绝缘层,Sio2电缆护套的存有,在栅极G和源极S中间等效电路是一个电容器存有,电压VGS静电场导致源极-漏极电流。此时的栅极电压VGS决定了泄漏电流的尺寸,并控制了栅极电压VGS可以操纵漏极电流的长度ID的尺寸。此时的栅极电压VGS决定了泄漏电流的尺寸,并控制了栅极电压VGS可以操纵漏极电流的长度ID尺寸。此结果如下:1) MOS管道是一个由更改电压来操纵电流的元件,因此它是一个电压元件。2) MOS因此,输入电阻极高,管道输入特性为负载特性。4、MOS图1-4-A 是N沟道MOS管道标记,图内D为漏极,S是源极,G是栅极,中间的箭头符号表示衬底,如果箭头符号表示N沟向内MOS管道、箭头符号向外表示P沟MOS管。在具体MOS在管道制造过程中,衬底在装运前与源极连接,因此在标记标准中;表明衬底的箭头符号也必须与源极连接,以区分泄漏和源极。图1-5-A是P沟道MOS管的标记。MOS使用电压的正负极与普通晶体三极管相同,N沟道的相近NPN晶体三极管,漏极D接正级,源极S接负级,栅极G正电压时创建导电通道,N沟道MOS管道开始工作,如下图1-4所示-B所显示。P道相似PNP晶体三极管,漏极D接负级,源极S接正级,栅极G负电压时,创建导电沟,P沟道MOS管道开始工作,如下图1-5所示-B所显示。

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图1-4-A N沟道MOS管标记

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图1-4-B N沟道MOS管道电压正负极和衬底连接

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图1-5-A P沟道MOS管标记

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图1-5-B P沟道MOS管道电压正负极和衬底连接

5、MOS管道与晶体三极管对比的关键特征;1).场效管的源极S、栅极G、漏极D与三极管的发射极相匹配e、基极b、集电结c,它们的功效相似,图1-6-A显示为N沟MOS管和NPN型晶体三极管脚,图1-6-B显示为P沟MOS管和PNP晶体三极管脚匹配图。

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图1-6-A 图1-6-B

2)场效管是由电压控制的电流元件VGS操纵ID,一般晶体三极管由电流操纵电流元件IB操纵IC。MOS管道放大系数为(跨导线)gm)当栅极电压发生变化时,会导致漏极电流变化。晶体三极管是电流放大系数(贝塔β)当基极电流发生变化时mAh能引起集电结电流转变的。

3).场效管栅极等电级为绝缘层,无电流;三极管工作时基极电流IB决定集电结电流IC。因此,场效管的输入阻抗远高于三极管。

4).场效管只有大部分自由电子参与导电;大多数自由电子和少数自由电子参与导电。由于少数自由电子浓度值受环境温度和辐射源的影响较大,场效管的环境温度可靠性优于三极管。

5).当源极不与衬底连接时,源极和漏极可以交换应用,特性变化不大,而三极管的集电结和发射极交换应用特性差异很大,b 值会减少很多。

6).场效管噪声系数小,低噪声操作放大器的键入级及规定频率稳定度较高的电源电路时要采用场效管。

7).场效管和一般晶体三极管均可构成各种各样运算放大器和开关电源电路,可是整流二极管生产制造技术简易,而且又具备一般晶体三极管不可以比较的出色特点,在各种各样电源电路及运用中实逐渐的替代一般晶体三极管,现阶段的规模性和微处理机集成电路芯片中,早已普遍的选用场效管。6、在电源电源电路中;功率大的MOS管和功率大的晶体三极管对比MOS管的优势;1)、输入电阻高,推动输出功率小:因为栅源中间是二氧化硅(SiO2)电缆护套,栅源中间的电阻测量大部分便是SiO2接地电阻,一般达100MΩ上下,沟通交流输入电阻大部分便是键入电容器的容抗。因为输入电阻高,对鼓励数据信号不容易造成损耗,有电压就可以推动,因此推动输出功率很小(敏感度高)。一般的晶体三极管必不可少有基极电压Vb,再造成基极电流Ib,才可以推动集电结电流的造成。晶体三极管的推动是必须输出功率的(Vb×Ib)。

2)、电源开关速度更快:MOSFET的开关速度和输入的容性特性的有很大关系,由于输入容性特性的存在,使开关的速度变慢,但是在作为开关运用时,可降低驱动电路内阻,加快开关速度(输入采用了后述的“灌流电路”驱动,加快了容性的充放电的时间)。MOSFET只靠多子导电,不存在少子储存效应,因而关断过程非常迅速,开关时间在10—100ns之间,工作频率可达100kHz以上,普通的晶体三极管由于少数载流子的存储效应,使开关总有滞后现象,影响开关速度的提高(目前采用MOS管的开关电源其工作频率可以轻易的做到100K/S~150K/S,这对于普通的大功率晶体三极管来说是难以想象的)。

3)、无二次击穿;由于普通的功率晶体三极管具有当温度上升就会导致集电极电流上升(正的温度~电流特性)的现象,而集电极电流的上升又会导致温度进一步的上升,温度进一步的上升,更进一步的导致集电极电流的上升这一恶性循环。而晶体三极管的耐压VCEO随管温度升高是逐步下降,这就形成了管温继续上升、耐压继续下降最终导致晶体三极管的击穿,这是一种导致电视机开关电源管和行输出管损坏率占95%的破坏性的热电击穿现象,也称为二次击穿现象。MOS管具有和普通晶体三极管相反的温度~电流特性,即当管温度(或环境温度)上升时,沟道电流IDS反而下降。例如;一只IDS=10A的MOS FET开关管,当VGS控制电压不变时,在250C温度下IDS=3A,当芯片温度升高为1000C时,IDS降低到2A,这种因温度上升而导致沟道电流IDS下降的负温度电流特性,使之不会产生恶性循环而热击穿。也就是MOS管没有二次击穿现象,可见采用MOS管作为开关管,其开关管的损坏率大幅度的降低,近两年电视机开关电源采用MOS管代替过去的普通晶体三极管后,开关管损坏率大大降低也是一个极好的证明。

4)、MOS管导通后其导通特性呈纯阻性;普通晶体三极管在饱和导通时,几乎是直通,有一个极低的压降,称为饱和压降,既然有一个压降,那么也就是;普通晶体三极管在饱和导通后等效是一个阻值极小的电阻,但是这个等效的电阻是一个非线性的电阻(电阻上的电压和流过的电流不能符合欧姆定律),而MOS管作为开关管应用,在饱和导通后也存在一个阻值极小的电阻,但是这个电阻等效一个线性电阻,其电阻的阻值和两端的电压降和流过的电流符合欧姆定律的关系,电流大压降就大,电流小压降就小,导通后既然等效是一个线性元件,线性元件就可以并联应用,当这样两个电阻并联在一起,就有一个自动电流平衡的作用,所以MOS管在一个管子功率不够的时候,可以多管并联应用,且不必另外增加平衡措施(非线性器件是不能直接并联应用的)。

MOS管和普通的晶体三极管相比,有以上四项优点,就足以使MOS管在开关运用状态下完全取代普通的晶体三极管。目前的技术MOS管道VDS能做到1000V,只能作为开关电源的开关管应用,随着制造工艺的不断进步,VDS的不断提高,取代显像管电视机的行输出管也是近期能实现的。二、灌流电路

1、MOS管作为开关管应用的特殊驱动电路;灌流电路MOS管和普通晶体三极管相比,有诸多的优点,但是在作为大功率开关管应用时,由于MOS管具有的容性输入特性,MOS管的输入端,等于是一个小电容器,输入的开关激励信号,实际上是在对这个电容进行反复的充电、放电的过程,在充放电的过程中,使MOS管道导通和关闭产生了滞后,使“开”与“关”的过程变慢,这是开关元件不能允许的(功耗增加,烧坏开关管),如图所示,在图2-1中 A方波为输入端的激励波形,电阻R为激励信号内阻,电容C为MOS管输入端等效电容,激励波形A加到输入端是对等效电容C的充放电作用,使输入端实际的电

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图2-1

压波形变成B的畸变波形,导致开关管不能正常开关工作而损坏,解决的方法就是,只要R足够的小,甚至没有阻值,激励信号能提供足够的电流,就能使等效电容迅速的充电、放电,这样MOS开关管就能迅速的“开”、“关”,保证了正常工作。由于激励信号是有内阻的,信号的激励电流也是有限度,我们在作为开关管的MOS管的输入部分,增加一个减少内阻、增加激励电流的“灌流电路”来解决此问题,如图2-2所示。

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图2-2

在图2-2中;在作为开关应用的MOS管Q3的栅极S和激励信号之间增加Q1、Q2两只开关管,此两只管均为普通的晶体三极管,两只管接成串联连接,Q1为NPN型Q2为PNP型,基极连接在一起(实际上是一个PNP、NPN互补的射极跟随器),两只管等效是两只在方波激励信号控制下轮流导通的开关,如图2-2-A、图2-2-B当激励方波信号的正半周来到时;晶体三极管Q1(NPN)导通、Q2(PNP)截止,VCC经过Q1导通对MOS开关管Q3的栅极充电,由于Q1是饱和导通,VCC等效是直接加到MOS管Q3的栅极,瞬间充电电流极大,充电时间极短,保证了MOS开关管Q3的迅速的“开”,如图2-2-A所示(图2-2-A和图2-2-B中的电容C为MOS管栅极S的等效电容)。当激励方波信号的负半周来到时;晶体三极管Q1(NPN)截止、Q2(PNP)导通,MOS开关管Q3的栅极所充的电荷,经过Q2迅速放电,由于Q2是饱和导通,放电时间极短,保证了MOS开关管Q3的迅速的“关”,如图2-2-B所示。

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图2-2-A 图2-2-B

由于MOS管在制造工艺上栅极S的引线的电流容量有一定的限度,所以在Q1在饱和导通时VCC对MOS管栅极S的瞬时充电电流巨大,极易损坏MOS管的输入端,为了保护MOS管的安全,在具体的电路中必须采取措施限制瞬时充电的电流值,在栅极充电的电路中串接一个适当的充电限流电阻R,如图2-3-A所示。充电限流电阻R的阻值的选取;要根据MOS管的输入电容的大小,激励脉冲的频率及灌流电路的VCC(VCC一般为12V)的大小决定一般在数十姆欧到一百欧姆之间。

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图2-3-A

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图2-3-B

由于充电限流电阻的增加,使在激励方波负半周时Q2导通时放电的速度受到限制(充电时是VCC产生电流,放电时是栅极所充的电压VGS产生电流,VGS远远小于VCC,R的存在大大的降低了放电的速率)使MOS管的开关特性变坏,为了使R阻值在放电时不影响迅速放电的速率,在充电限流电阻R上并联一个形成放电通路的二极管D,图2-3-B所示。此二极管在放电时导通,在充电时反偏截止。这样增加了充电限流电阻和放电二极管后,既保证了MOS管的安全,又保证了MOS管,“开”与“关”的迅速动作。

2、另一种灌流电路灌流电路的另外一种形式,对于某些功率较小的开关电源上采用的MOS管往往采用了图2-4-A的电路方式。

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图2-4-A

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图2-4-B

图中 D为充电二极管,Q为放电三极管(PNP)。工作过程是这样,当激励方波正半周时,D导通,对MOS管输入端等效电容充电(此时Q截止),在当激励方波负半周时,D截止,Q导通,MOS管栅极S所充电荷,通过Q放电,MOS管完成“开”与“关”的动作,如图2-4-B所示。此电路由激励信号直接“灌流”,激励信号源要求内阻较低。该电路一般应用在功率较小的开关电源上。

3、MOS管开关应用必须设置泄放电阻;MOS管在开关状态工作时;Q1、Q2是轮流导通,MOS管栅极是在反复充电、放电的状态,如果在此时关闭电源,MOS管的栅极就有两种状态;一个状态是;放电状态,栅极等效电容没有电荷存储,一个状态是;充电状态,栅极等效电容正好处于电荷充满状态,图2-5-A所示。虽然电源切断,此时Q1、Q2也都处于断开状态,电荷没有释放的回路,MOS管栅极的电场仍然存在(能保持很长时间),建立导电沟道的条件并没有消失。这样在再次开机瞬间,由于激励信号还没有建立,而开机瞬间MOS管的漏极电源(VDS)随机提供,在导电沟道的作用下,MOS管即刻产生不受控的巨大漏极电流ID,引起MOS管烧坏。为了避免此现象产生,在MOS管的栅极对源极并接一只泄放电阻R1,如图2-5-B所示,关机后栅极存储的电荷通过R1迅速释放,此电阻的阻值不可太大,以保证电荷的迅速释放,一般在5K~数10K左右。

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图2-5-A

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图2-5-B

灌流电路主要是针对MOS管在作为开关管运用时其容性的输入特性,引起“开”、“关”动作滞后而设置的电路,当MOS管作为其他用途;例如线性放大等应用,就没有必要设置灌流电路。

三、大功率MOS管开关电路。实例应用电路分析

初步的了解了以上的关于MOS管的一些知识后,一般的就可以简单的分析,采用MOS管开关电源的电路了。1、 三星等离子V2屏开关电源PFC部分激励电路分析;图3-1所示是三星V2屏开关电源,PFC电源部分电原理图,图3-2所示是其等效电路框图。

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图3-1

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图3-2

图3-1所示;是三星V2屏等离子开关电源的PFC激励部分。从图中可以看出;这是一个并联开关电源L1是储能电感,D10是这个开关电源的整流二极管,Q1、Q2是开关管,为了保证PFC开关电源有足够的功率输出,采用了两只MOS管Q1、Q2并联应用(图3-2所示;是该并联开关电源等效电路图,图中可以看出该并联开关电源是加在整流桥堆和滤波电容C5之间的),图中Q3、Q4是灌流激励管,Q3、Q4的基极输入开关激励信号, VCC-S-R是Q3、Q4的VCC供电(22.5V)。两只开关管Q1、Q2的栅极分别有各自的充电限流电阻和放电二极管,R16是Q2的在激烈信号为正半周时的对Q2栅极等效电容充电的限流电阻,D7是Q2在激烈信号为负半周时的Q2栅极等效电容放电的放电二极管,同样R14、D6则是Q1的充电限流电阻和放电的放电二极管。R17和R18是Q1和Q2的关机栅极电荷泄放电阻。D9是开机瞬间浪涌电流分流二极管。

2、 三星等离子V4屏开关电源PFC部分激励电路分析;图3-3所示;是三星V4屏开关电源PFC激励部分电原理图,可以看出该V4屏电路激励部分原理相同于V2屏。只是在每一只大功率MOS开关管的栅极泄放电阻(R209、R206)上又并联了过压保护二极管;ZD202、ZD201及ZD204、ZD203

图3-3

3、 海信液晶开关电源PFC部分激励电路分析,图3-4所示;海信液晶电视32寸~46寸均采用该开关电源,电源采用了复合集成电路 ** A—E1017(PFC和PWM共用一块复合激励集成电路),同样该PFC开关电源部分也是一个并联的开关电源,图3-4所示。TE001是储能电感、DE004是开关电源的整流管、QE001、QE002是两只并联的大功率MOS开关管。该集成电路的PFCOUTPUT端子是激励输出,,RE008、RE009、RE010、VE001、DE002、RE011、DE003组成QE001和QE002的灌流电路。

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图3-4

灌流电路的等效电路如图3-5所示,从图中,可以清晰的看出该灌流电路的原理及各个元件的作用。

从等效电路图来分析,集成电路的激励输出端(PFCOUTPUT端子),输出方波的正半轴时DE002导通,经过RE008、RE010对MOS开关管QE001和QE002的栅极充电,当激励端为负半周时,DE002截止,由于晶体三极管VE001是PNP型,负半轴信号致使VE001导通,此时;QE001和QE002的栅极所充电荷经过VE001放电,MOS管完成“开”、“关”周期的工作。从图3-5的分析中,RE011作用是充电的限流电阻,而在放电时由于VE001的存在和导通,已经建立了放电的回路,DE003的作用是加速VE001的导通,开关管关闭更加迅速。

图3-4所示原理图是PFC开关电源及PWM开关电源的电原理图,该电路中的集成电路MSA-E1017是把PFC部分的激励控制和PWM部分激励控制复合在一块集成电路中,图3-6是原理框图,图中的QE003及TE002是PWM开关电源的开关管及开关变压器,RE050是QE003的充电限流电阻、DE020是其放电二极管。

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图3-5

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图3-6

四、MOS管的防静电保护

MOS管是属于绝缘栅场效应管,栅极是无直流通路,输入阻抗极高,极易引起静电荷聚集,产生较高的电压将栅极和源极之间的绝缘层击穿。早期生产的MOS管大都没有防静电的措施,所以在保管及应用上要非常小心,特别是功率较小的MOS管,由于功率较小的MOS管输入电容比较小,接触到静电时产生的电压较高,容易引起静电击穿。而近期的增强型大功率MOS管则有比较大的区别,首先由于功能较大输入电容也比较大,这样接触到静电就有一个充电的过程,产生的电压较小,引起击穿的可能较小,再者现在的大功率MOS管在内部的栅极和源极有一个保护的稳压管DZ(图4-1所示),把静电嵌位于保护稳压二极管的稳压值以下,有效的保护了栅极和源极的绝缘层,不同功率、不同型号的MOS管其保护稳压二极管的稳压值是不同的。虽然MOS管内部有了保护措施,我们操作时也应按照防静电的操作规程进行,这是一个合格的维修员应该具备的。

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图4-1

五、MOS管的检测与代换:

在修理电视机及电器设备时,会遇到各种元器件的损坏,MOS管也在其中,这就是我们的维修人员如何利用常用的万用表来判断MOS管的好坏、优劣。在更换MOS管是如果没有相同厂家及相同型号时,如何代换的问题。

1、MOS管的测试:作为一般的电器电视机维修人员在测量晶体三极管或二极管时,一般是采用普通的万用表来判断三极管或者二极管的好坏,虽然对所判断的三极管或二极管的电气参数没法确认,但是只要方 ** 确对于确认晶体三极管的“好”与“坏”还是没有问题的。同样MOS管也可以应用万用表来判断其“好”与“坏”,从一般的维修来说,也可以满足需求了。

检测必须采用指针式万用表(数字表是不适宜测量半导体器件的)。对于功率型MOSFET开关管都属N沟道增强型,各生产厂的产品也几乎都采用相同的TO-220F封装形式(指用于开关电源中功率为50—200W的场效应开关管),其三个电极排列也一致,即将三只引脚向下,打印型号面向自巳,左侧引脚为栅极,右侧引脚为源极,中间引脚为漏极如图5-1所示。

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图5-1

1)万用表及相关的准备:首先在测量前应该会使用万用表,特别是欧姆档的应用,要了解欧姆挡才会正确应用欧姆挡来测量晶体三极管及MOS管(现在很多的从事修理人员,不会使用万用表,特别是万用表的欧姆挡,这绝不是危言耸听,问问他?他知道欧姆挡的R×1 R×10 R×100 R×1K R×10K,在表笔短路时,流过表笔的电流分别有多大吗?这个电流就是流过被测元件的电流。他知道欧姆挡在表笔开路时表笔两端的电压有多大吗?这就是在测量时被测元件在测量时所承受的电压)

用万用表的欧姆挡的欧姆中心刻度不能太大,最好小于12Ω(500型表为12Ω),这样在R×1挡可以有较大的电流,对于PN结的正向特性判断比较准确。万用表R×10K挡内部的电池最好大于9V,这样在测量PN结反相漏电流时比较准确,否则漏电也测不出来。

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图5-2

现在由于生产工艺的进步,出厂的筛选、检测都很严格,我们一般判断只要判断MOS管不漏电、不击穿短路、内部不断路、能放大就可以了,方法极为简单:采用万用表的R×10K挡;R×10K挡内部的电池一般是9V加1.5V达到10.5V这个电压一般判断PN结点反相漏电是够了,万用表的红表笔是负电位(接内部电池的负极),万用表的黑表笔是正电位(接内部电池的正极),图5-2所示。2)测试步骤把红表笔接到MOS管的源极S;把黑表笔接到MOS管的漏极D,此时表针指示应该为无穷大,如图5-3所示。如果有欧姆指数,说明被测管有漏电现象,此管不能用。

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图5-3

保持上述状态;此时用一只100K~200K电阻连接于栅极和漏极,如图5-4所示;这时表针指示欧姆数应该越小越好,一般能指示到0欧姆,这时是正电荷通过100K电阻对MOS管的栅极充电,产生栅极电场,由于电场产生导致导电沟道致使漏极和源极导通,所以万用表指针偏转,偏转的角度大(欧姆指数小)证明放电性能好。

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图5-4

此时在图5-4的状态;再把连接的电阻移开,这时万用表的指针仍然应该是MOS管导通的指数不变,如图5-5所示。虽然电阻拿开,但是因为电阻对栅极所充的电荷并没有消失,栅极电场继续维持,内部导电沟道仍然保持,这就是绝缘栅型MOS管的特点。如果电阻拿开表针会慢慢的逐步的退回到高阻甚至退回到无穷大,要考虑该被测管栅极漏电。

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图5-5

这时用一根导线,连接被测管的栅极和源极,万用表的指针立即返回到无穷大,如图5-6所示。导线的连接使被测MOS管,栅极电荷释放,内部电场消失;导电沟道也消失,所以漏极和源极之间电阻又变成无穷大。

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2、MOS管的更换在修理电视机及各种电器设备时,遇到元器件损坏应该采用相同型号的元件进行更换。但是,有时相同的元件手边没有,就要采用其他型号的进行代换,这样就要考虑到各方面的性能、参数、外形尺寸等,例如电视的里面的行输出管,只要考虑耐压、电流、功率一般是可以进行代换的(行输出管外观尺寸几乎相同),而且功率往往大一些更好。对于MOS管代换虽然也是这一原则,最好是原型号的最好,特别是不要追求功率要大一些,因为功率大;输入电容就大,换了后和激励电路就不匹配了,激励灌流电路的充电限流电阻的阻值的大小和MOS管的输入电容是有关系的,选用功率大的尽管容量大了,但输入电容也就大了,激励电路的配合就不好了,这反而会使MOS管的开、关性能变坏。所示代换不同型号的MOS管,要考虑到其输入电容这一参数。例如有一款42寸液晶电视的背光高压板损坏,经过检查是内部的大功率MOS管损坏,因为无原型号的代换,就选用了一个,电压、电流、功率均不小于原来的MOS管替换,结果是背光管出现连续的闪烁(启动困难),最后还是换上原来一样型号的才解决问题。检测到MOS管损坏后,更换时其周边的灌流电路的元件也必须全部更换,因为该MOS管的损坏也可能是灌流电路元件的欠佳引起MOS管损坏。即便是MOS管本身原因损坏,在MOS管击穿的瞬间,灌流电路元件也受到伤害,也应该更换。就像我们有很多高明的维修师傅在修理A3开关电源时;只要发现开关管击穿,就也把前面的2SC3807激励管一起更换一样道理(尽管2SC3807管,用万用表测量是好的)。

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